DE860828C

DE860828C - Procedure for measuring very small electrical conductivities

Info

Publication number: DE860828C
Application number: DEL9506A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Breuning
Original assignee: LTG Lufttechnische GmbH
Current assignee: LTG Lufttechnische GmbH
Priority date: 1951-07-07
Filing date: 1951-07-07
Publication date: 1952-12-22

Description

Verfahren zur Messung von sehr kleinen elektrischen Leitwerten Zur Messung von kleinen elektrischen Leitwerten sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden. So verwendet man z. B. in der Röntgentechnik Ionisationskammern, die gewöhnlich aus einem Rohr bestehen, in welchem ein mit einem Elektrometer verbundener Draht isoliert ausgespannt ist. Das Elektrometer und damit der Draht wird auf ein hohes Potential aufgeladen. Läßt man nun Röntgenstrahlen in die meist mit Luft gefüllte Ionisationskammer eintreten, so erfolgt durch die ionisierende Wirkung der Röntgenstrahlen ein Absinken der auf das Elektrometer vorher aufgebrachten Spannung.Procedure for measuring very small electrical conductivities To the Various methods have become known for measuring small electrical conductivities. So you use z. B. in X-ray technology ionization chambers, which usually consist of a tube in which a wire connected to an electrometer is stretched out in isolation. The electrometer, and with it the wire, is on a high Potential charged. If one now lets X-rays into the mostly air-filled one Enter the ionization chamber, it takes place through the ionizing effect of the X-rays a decrease in the voltage previously applied to the electrometer.

Die Beobachtung des Absinkens der Spannung während einer definierten Zeitspanne ergibt ein Maß für die abgegebene Röntgendosis.Observation of the drop in voltage during a defined The period of time gives a measure of the X-ray dose emitted.

Zur Untersuchung der Luftelektrizität ist es bekannt, die Ionisation der Atmosphäre durch Vorbeisaugen der Luft an einem positiv oder negativ geladenen Körper, der mit einem Elektrometer verbunden ist, zu messen. Man verwendet hierzu ein Rohr, durch welches mittels eines Ventilators Luft gesaugt wird. In der Mitte des Rohres ist ein Stab, die sogenannte Sonde, isoliert angebracht und mit einem Elektrometer verbunden. Sonde und Rohr, welche den Meßkondensator bilden, werden auf eine hohe Spannung aufgeladen und das Absinken der Spannung während einer definierten Beobachtungszeit an dem Elektrometer gemessen. Ionization is known for studying air electricity the atmosphere by sucking the air past a positively or negatively charged one Body connected to an electrometer. One uses for this a pipe through which air is sucked by means of a fan. In the middle of the pipe is a rod, the so-called probe, attached and insulated with a Electrometer connected. Probe and tube, which form the measuring capacitor, are charged to a high voltage and the drop in voltage during a defined Observation time measured on the electrometer.

Bei Anwendung dieser bekannten Verfahren muß die Spannung, die an die Ionisationskammer oder an andere Meßkondensatoren gelegt wird, sehr hoch bemessen werden, um insbesondere bei der Messung sehr kleiner Leitwerte ein wirkungsvolles Zugfeld zu erhalten. Es hat sich aber nun als äußerst nachteilig erwiesen, daß der zu messende Wert vielfach nur geringe Bruchteile der Zugspannung beträgt, aber der Meßbereich des angeschlossenen Elektrometers der hohen Zugspannung angepaßt sein muß. When using this known method, the voltage that must be applied the ionization chamber or other measuring capacitors is dimensioned very high are particularly effective when measuring very small conductance values To get Zugfeld. But it has now proven to be extremely disadvantageous that the The value to be measured is often only small fractions of the tensile stress, but the The measuring range of the connected electrometer must be adapted to the high tensile stress got to.

Wird z. B. der Meßkondensator auf eine Spannung von 500 V aufgeladen, so ist ein Elektrometer erforderlich, daß einen Meßbereich von mindestens joo V aufweist. Beträgt die zu messende Spannungs- änderung aber nur Bruchteile von 1 V, so ist die hierdurch bewirkte Änderung der Ladung und damit ein Absinken des Spannungswertes am Elektrometer vielfach gar nicht abzulesen. Insbesondere sind bei Anwendung dieser bekannten Verfahren Messungen in kurzen Zeitabständen gar nicht möglich, da stets lange Beobachtungszeiten erforderlich sind, um überhaupt eine Änderung der Ladung am Elektrometer feststellen zu können. Is z. B. the measuring capacitor charged to a voltage of 500 V, an electrometer is required that has a measuring range of at least joo V having. Is the voltage to be measured change but only fractions of 1 V, the resultant change in the charge and thus a decrease the voltage value on the electrometer often cannot be read at all. In particular are when using this known method, measurements at short time intervals are not carried out at all possible, since long observation times are always required to even get a To be able to determine the change in charge on the electrometer.

Dadurch sind auch die bekannten Verfahren zur Durchführung der Messung kurzzeitiger, kleiner Leitwertänderungen nicht anwendbar. This also enables the known methods for carrying out the measurement short-term, small changes in conductance not applicable.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile der bekannten Verfahren auf äußerst zweckmäßige und vorteilhafte Weise vermieden. The invention eliminates these disadvantages of the known methods avoided in an extremely expedient and advantageous manner.

Bei dem Verfahren zur Messung von sehr kleinen Leitwerten nach der Erfindung wird, wie bei den bekannten Verfahren, die durch den zu messenden Leitwert bewirkte Änderung einer auf einen Meßkondensator aufgebrachten Ladung gemessen aber die Ladung durch Influenz erzeugt und vor der Messung weggenommen. In the method for measuring very small conductance values according to the As with the known methods, the invention is determined by the conductance to be measured caused change of a charge applied to a measuring capacitor measured but the charge generated by influence and removed before the measurement.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Meßbereich des an den Meßkondensator angeschlossenen Meßinstrumentes nicht mehr dem hohen Potential der Zugspannung angepaßt werden muß, sondern lediglich entsprechend der Größe des zu messenden Leitwertes gewählt werden kann. Dadurch aber bewirken selbst sehr kleine Leitwerte und damit sehr kleine Ladungsänderungen des Meßkondensators, sogar bei sehr kurzen Beobachtungszeiträumen, beträchtliche Änderungen des Anschlages des Meßinstrumentes. The invention ensures that the measuring range of the to Measuring capacitor connected measuring instrument no longer the high potential of the Tensile stress must be adjusted, but only according to the size of the to measuring conductance can be selected. But this means that even very small ones have an effect Conductivity and thus very small changes in charge of the measuring capacitor, even at very short observation periods, considerable changes in the attack of the Measuring instrument.

Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Ladung vermittels eines zwischen die Spannungsquelle und den- Meßkondensator geschalteten Influenzkondensators, der einen sehr hohen Isolationswert aufweist, auf den Meßkondensator infiuenziert. According to the further embodiment of the invention, the charge is mediated an influence capacitor connected between the voltage source and the measuring capacitor, which has a very high insulation value, infiuented onto the measuring capacitor.

Ferner ist es vorteilhaft, um sowohl negative wie positive Aufladungen messen zu können, die Richtung des Zugfeldes durch eine Umschaltvorrichtung wahlweise umpolbar auszubilden. It is also beneficial to have both negative and positive charges to be able to measure the direction of the pulling field by means of a switching device optionally to train reversible.

An Hand der Zeichnung wird an einem Ausführungsbeispiel das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert. Using the drawing, the method is illustrated using an exemplary embodiment explained in more detail according to the invention.

Mit I ist der Meßkondensator, dem z. B. mittels eines Ventilators atmosphärische Luft in Pfeilrichtung zugeführt wird, bezeichnet. Die eine Belegung Ia des Meßkondensators 1 ist geerdet. Der anderen Belegung Ib wird von der Spannungsquelle 2 die Zugspannung zugeführt. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren erfolgt aber die Zuführung der Zugspannung zu der Belegung Ib nicht durch galvanische Leitung, sondern unter Zwischenschaltung des Influenzkondensators 3 durch Influenz. Die Belegung Ib ist ferner über den Schalter 4 mit der Leitung 5, die zum Meßinstrument führt, verbunden. With I is the measuring capacitor, the z. B. by means of a fan atmospheric air is supplied in the direction of the arrow. The one assignment Ia of the measuring capacitor 1 is grounded. The other assignment Ib is from the voltage source 2 supplied the tensile stress. In contrast to the known method, however, takes place the feeding of the tensile stress to the occupancy Ib not by galvanic line, but with the interposition of the influence capacitor 3 by influence. The occupancy Ib is also via the switch 4 with the line 5, which leads to the measuring instrument, tied together.

Zum An- und Abschalten der Zugspannung dient der Umschalter 6, dessen einer Kontakt 6a geerdet und dessen anderer Kontakt 6b über den Umschalter 7 an der Spannungsquelle 2 liegt. Die Kontakte 7a und 7b des Umschalters 7 sind mit den freien Polen der in der Mitte geerdeten Spannungsquelle 2 verbunden, so daß durch Umschaltung des Schalters 7 eine Umpolung des Feldes des Influenzkondensators 3 und damit des influenzierten Zugfeldes des Meßkondensators I bewirkt wird. To switch the tension on and off, the switch 6 is used one contact 6a grounded and the other contact 6b via the changeover switch 7 the voltage source 2 is located. The contacts 7a and 7b of the switch 7 are with the free poles of the voltage source 2 grounded in the middle connected so that through Switching over of the switch 7 reverses the polarity of the field of the induction capacitor 3 and thus the induced tensile field of the measuring capacitor I is effected.

Soll z. B. der Leitwert der dem Meßkondensator 1 zugeführten Luft gemessen werden, so wird zunächst, entsprechend der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Schalters 4 sowie der Umschalter 6 und 7, dem Influenzkondensator 3 eine Spannung zugeführt, die durch Influenz auf den Meßkondensator I übertragen wird. Dadurch entsteht an dem Meßkondenstator 1 ein Zugfeld, durch welches die zugeführte Luft, je nach Stellung des Umschalters 7, ihre positiven oder negativen Ionen an die Belegung 1b des Meßkondensators I abgibt. Sodann werden der Umschalter 6 und der Schalter 4 umgelegt und dadurch der Influenzkondensator 3, ohne daß eine Abführung der an die Belegung 1b abgegebenen Luftionen erfolgt, an Erde gelegt und die Belegung 1b des Meßkondensators I mit dem Meßinstrument verbunden. Should z. B. the conductance of the measuring capacitor 1 supplied air are measured, first, according to the one shown in the drawing Position of switch 4 and changeover switches 6 and 7, induction capacitor 3 A voltage is supplied which is transmitted to the measuring capacitor I by induction will. This creates a tensile field on the measuring capacitor 1 through which the supplied Air, depending on the position of the switch 7, its positive or negative ions the assignment 1b of the measuring capacitor I emits. Then the switch 6 and the switch 4 is thrown and thereby the influence capacitor 3, without a discharge the air ions given off to occupancy 1b are placed on earth and the occupancy 1b of the measuring capacitor I is connected to the measuring instrument.

(Punktiert gezeichnete Stellung der Schalter 6 und 4.) An dem Meßinstrument kann nunmehr die durch die Luftionen hervorgerufene Ladung bzw. Entladung des Meßkondensators I unmittelbar abgelesen werden.(Dotted position of switches 6 and 4.) On the measuring instrument can now be the charge or discharge of the measuring capacitor caused by the air ions I can be read immediately.

Der Meßbereich des verwendeten Meßinstrumentes ist damit unabhängig von der Größe der erforderlichen Spannung und braucht lediglich der Größe der zu messenden Leitwerte entsprechen. The measuring range of the measuring instrument used is thus independent of the size of the voltage required and only needs the size of the correspond to the measuring conductance.

Zweckmäßig ist es, den Umschalter 6 mittels der Brücke 8 mit dem Schalter 4 zu kuppeln, so daß für die Messung beide Schaltungen mit einem Griff erfolgen können. It is useful to switch the switch 6 by means of the bridge 8 with the Switch 4 to be coupled, so that both circuits with one handle for the measurement can be done.

Das Verfahren nach der Erfindung kann in gleich vorteilhafter Weise in Verbindung mit Ionisationskammern.oder anderen, beliebigen Meßkondensatoren verwendet werden. The method according to the invention can be used in an equally advantageous manner used in connection with ionization chambers or any other measuring capacitor will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method of measuring very small electrical Conductance values at which the change caused by the conductance to be measured is a charge applied to a measuring capacitor is measured, characterized in that that the train charge on the measuring capacitor is generated by induction and before the measurement is taken away.

2. The method according to claim 1, characterized in that for measurement a measuring instrument is used whose measuring range only corresponds to the size of the to corresponds to the measuring conductance.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that the, Charge by means of a connected between the voltage source and the measuring capacitor Influence capacitor, which has a very high insulation value, on the measuring capacitor is influenced.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that the The polarity of the direction of the pulling field of the measuring capacitor can optionally be reversed.